Polieletrólitos lamelares sólidos e em gel para aplicação em células solares de corante

Autor(es)

Marcos Antonio Santana Andrade Junior

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
• Data de defesa: 2016-07-18

Membros da banca

Heloise de Oliveira Pastore; Jilian Nei de Freitas; Claudio Jose de Araujo Mota; Lázaro Aurélio Padilha Junior; Francisco das Chagas Marques

• Orientador: Heloise de Oliveira Pastore

Resumo

Células solares foram preparadas com eletrólitos quasi-sólidificados formados a partir da gelificação de um eletrólito líquido de referência. Foram utilizados como agentes gelificantes os organotalcos funcionalizados com os dendrons poliamidoamina (PAMAM) e poliamidodiaminopiridina (PAMPy) e os respectivos materiais funcionalizados com os complexos de transferência de carga, dendron-iodeto. As características das células obtidas a partir das suas curvas de potencial-corrente mostraram, com destaque, um aumento nos valores de eficiência de conversão de energia das células contendo PAMAM-talc-G5-I2 e PAMPy-talc-G1-I2 em comparação as células de referências com eletrólito líquido, respectivamente um aumento de 5% e 12,5%. A transferência de carga nas células solares foi avaliada com base nos resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica no escuro e sob iluminação de 100 mW cm-2 e por estudo da conversão do fóton incidente em corrente (IPCE). A estabilidade das células foi avaliada sob iluminação constante de 100 mW cm-2 utilizando um sistema automático de coleta de dados (SCATU, do inglês Solar Cells Aging Test Unit) e, adicionalmente, por um método de análise de imagens aplicando a escala de cores RGB para estudar a degradação do tri-iodeto, uma das principais causas da diminuição da eficiência. PAMAM-talc-G5 remove iodeto do eletrólito durante o processo de gelificação promovendo a degradação da célula durante o envelhecimento. A intercalação de poli-iodetos no PAMAM-talc-G5, formando PAMAM-talc-G5-I2, e a adição deste organotalco às DSSCs resultou em dispositivo com maior estabilidade, apresentando uma diminuição na resistência à transferência de carga, na impedância ao transporte de massa na interface contraletrodo/eletrólito e na resistência à transferência de carga na interface fotoeletrodo/eletrólito devido ao aumento da concentração de tri-iodeto. Células solares contendo eletrólitos gelificados com organotalcos funcionalizados com PAMPy-talc apresentaram desempenho similar ao das células de referência contendo eletrólito líquido, apresentaram baixa remoção de tri-iodeto do eletrólito sem afetar sua estabilidade (AU)

• Processo FAPESP: 13/05911-1 - Polieletrólitos lamelares sólidos e em gel para aplicação em células solares de corantes
• Beneficiário: Marcos Antonio Santana Andrade Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado